PISTON Y BIELA

PISTON Y BIELA

Motores de combustión interna II

PISTONES

FUNCIÓN

La función del piston es dirigir la fuerza generada por la combustión de la mezcla a la biela (la cual a su vez la dirige al cigueñal).

GRAFICA DEL PISTÓN

Galería (canal) de enfriamiento: Canal fabricado mediante un arillo de sal en el que el aceite circula, lo que reduce temperatura en la parte superior del pistón, además de permitir aislar la carga (sistema de amortiguamiento) y reducir peso al pistón.

Anillo de acero (NI-resist): Reduce el desgaste de la primera ranura de anillo e incrementa la vida útil del pistón.

Buje de bronce en el barreno de perno: Ayuda a reducir la transferencia de las altas cargas a las que es sometido el pistón hacia el perno.

Recubrimiento grafito: En los motores turbo cargados se requiere un tiempo de inyección retardado a carga total, lo que modifica los puntos críticos de la combustión que resultan en un incremento de la fricción derivado de la fuerza de contacto del pistón con la pared del cilindro, lo que requiere de una excelente lubricación que se logra con este recubrimiento.

Cabeza anodizada: Oxidación acelerada y excesiva del aluminio que crea una capa que incrementa la resistencia a las altas temperaturas.

PARTES DEL PISTÓN

MATERIALES DE CONSTRUCCION

El pistón debe ser diseñado de forma tal que permita una buena propagación del calor, para evitar las altas tensiones moleculares provocadas por altas temperaturas en diferentes capas del material, caso contrario una mala distribución del calor ocasiona dilataciones desiguales en distintas partes del pistón ocasionando así roturas del mismo. Es común el uso de cabezas de acero fundido en motores de gran potencia, manteniendo el cuerpo cilíndrico de hierro fundido.

Aleación de níquel y hierro fundido:

Se utiliza aleación de hierro al 64% y níquel al 36% con muy poco carbono y algo de cromo. El coeficiente de dilatación de esta combinación es prácticamente nulo, con lo cual se consigue limitar la dilatación del pistón.

Fundición:

Se utiliza en motores pequeños. Poseen la ventaja de tener elevada resistencia mecánica y gran capacidad para trabajar en fricción.

Pistones de hierro colado:

Se desgastan menos y pueden utilizarse con menos holgura debido a que se expanden menos que los de aluminio.

Pistones de aluminio:

Son mucho más ligeros y tienen un alto coeficiente de transmisión de temperatura. Por ende requieren menos agua de refrigeración que los émbolos de fundición.

Pistones de hierro común:

Utilizados en motores de combustión de baja y media velocidad, este material aumenta la elasticidad a prueba de deformación permanente y resistencias al desgaste, es preferible a las aleaciones livianas, ya que permite emplear espacios nocivos menores en los pistones, lo cual constituye un detalle valioso tratándose de motores grandes que funcionan con carga variable.

MISIONES DEL PISTON

El embolo transmite la presión del gas que actúa sobre el a través de su eje y de la biela. Los gases de la combustión Fg, y actúan sobre toda la superficie superior. El embolo se resiste con la fuerza Fi de su inercia a cambiar de estado de movimiento. La diferencia Fg - Fi = F es la fuerza que lealmente empuja hacia abajo. Esta fuerza tiene dos efectos: uno, el Fb que hace bajar la biela y girar el cigüeñal; otro Fn que empuja el émbolo contra la pared

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